注氣式變壓器 (SF6 Gas type insulation Transformer)
雖然英國工程師協會訂定高於1000V 交流電電壓便是高壓,但是同樣是高壓,對於不同電壓層級(11kV、33kV、66kV、132kV、275kV 與400kV,甚至中國大陸或外國才會使用的800kV)的電壓對絕緣要求和產品設計,都會出現明顯分別,這樣一來對於行業間有著明顯的不足之處,以致各地廠商會自行在不同的電壓分隔出不同的電壓組別;因此廠商間的對電壓的分級可能會有差距,參考明稱與電壓值如下:
名稱
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電壓範圍
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中壓
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Middle
Voltage
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1kV
~ 36kV
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高壓
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High
Voltage
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60kV
~ 150kV
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特高壓
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Extra
High Voltage
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220kV
~ 400kV
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超高壓
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Ultra
High Voltage
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500kV
~ 800kV
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超高壓直流電
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UHVDC
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800kV 以上
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高壓直流電換流變壓器(HVDC Classic converter transformers)較為特殊。分為系統1 及2(System 1 & 2),它應用了不間斷電源供應器(UPS)的12 相整流技術及IGBT 逆流器在超高壓之上。系統1 繞組方面由於配合12 相整流,因此亦與其他變壓器不一樣;220kV 的低壓端是以星形接駁並把中心點接地,高壓端則有兩個繞組分別以星形及角形接駁,用以提供反相及相角偏移電源,在升壓及整流過程提升為最高的800kV 直流電壓,再經架空電纜傳輸至系統2。系統2 方面由IGBT 逆流器把超高壓直流電震盪轉為交流電後,再傳回星形及角形接駁的兩個初級繞組,經星形接駁並把中心點接地的次級繞組降壓至220kV,因此系統1 及2 兩組高壓直流電換
流變壓器盡管外觀相同,但功能上是完全不同的。目前掌握這個技術並實際應用於輸電系統中的就只有ABB、阿爾施通及西門子等企業。
高壓直流輸電優點:
1. 高壓直流輸電具有明顯的經濟性。輸送相同功率時,直流輸電線路所用線材僅為交流
輸電的1/2~2/3(原因在於高壓直流輸電只有兩條電纜);
2. 在電纜輸電線路中,高壓直流輸電線路不產生電容電流,而交流輸電線路存在電容電
流,引起損耗,由於直流傳輸系統為純電阻電路,長距離傳輸時損耗比交流傳輸系統
減少30~40%;
3. 採用直流輸電時,線路兩端交流系統不需同步運行,而交流輸電必須同步運行;
4. 高壓直流輸電控制方便、速度快,發生故障的損失比交流輸電的小;
5. 在高壓直流輸電工程中,各極是獨立調節和工作的,彼此沒有影響。
高壓直流輸電缺點︰
1. 直流換流站比交流變電站的設備多、結構復雜、造價高、損耗大、運行費用高;
2. 諧波較大;
3. 直流輸電工程在單極大地回路方式下運行時,入地電流會對附近的地下金屬體造成一
定腐蝕,竄入交流變壓器的直流電流會使變壓器噪音增加;
4. 若要實現多端輸電,技術比較復雜。
ABB UHVDC Transformer
注氣式變壓器優點:
1. 理論上GIS系統是不會發生爆炸。
2. 除了散熱器上的散熱扇之運行噪音之外(其實已經是非常低噪音),在日間環保下,近乎沒有噪音。
我們當年組裝的400MVA的日本注氣式變壓器,其主體為99噸,組裝其餘配件後,約為130-140噸。另一款200MVA的日本注氣式變壓器,其主體為50噸,組裝其餘配件後,約為70-80噸。
帶負載調壓裝置(On-load tap changer)或稱自動調壓裝置(Auto tap changer),主要功能在電壓浮動時,提供電壓調整,並不需要關閉電源,多數用於132kV系統中。
不幸的小插曲
其中一個鴨脷洲地盤在運送時發生了意外,搬運工人正在以千斤頂推送時,出現了不平衡,整個變壓器向其中一方倒下,並壓著一名60歲工人的手臂,手臂頓時折斷,正當警察、消防及救護車到場時,卻無法找到負擔人(電力公司也未有人到場),工人被救出後送到醫院。
在第2天我們才得知,工人的70歲老闆,因為看到這情境,即時心臟病發,並自己乘的士(計程車)前往醫院。
132kV SF6變壓器運送情況(非香港)
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